Placa de Control Cortex M0 para Aire Acondicionado LG

Este proyecto documenta el desarrollo de una placa de control basada en el microcontrolador ARM Cortex M0, diseñada para interactuar con el protocolo de comunicación por infrarrojos (IR) de un modelo específico de aire acondicionado LG. Su propósito principal es controlar las señales para el testeo automatizado de la unidad (JIG de testeo).

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Programación del Microcontrolador

Para cargar el firmware en el Cortex M0, se utiliza el programador de depuración Black Magic Probe (BMP).

Configuración del Programador

Se utilizó una implementación del Black Magic Probe basada en un módulo ESP8266 para crear una sonda GDB Wi-Fi.

Componente	Modelo
Placa Base	ESP8266
Visualización	Módulo LCD Deek-Robot

Los archivos binarios (.bin) del firmware a programar se encuentran en la carpeta del repositorio.

Comandos de consola 
cd C:\nxp\MCUXpressoIDE_25.6.136\ide\tools\bin
.\arm-none-eabi-gdb.exe "C:\Users\Admin\Documents\MCUXpressoIDE_25.6.136\prueba\proyectoNS\Debug\proyectoNS.axf"
(gdb)  target extended-remote 192.168.4.1:2022
Remote debugging using 192.168.4.1:2022
(gdb) monitor swdp_scan
Target voltage: 2989mV
Available Targets:
No. Att Driver
 1      LPC11xx M0
(gdb) attach 1
(gdb) load
Loading section .text, size 0x398 lma 0x0
Start address 0x0000014c, load size 920
Transfer rate: 3 KB/sec, 920 bytes/write.
(gdb)kill
(gdb)quit

Conexiones de Programación (SWD)

La conexión entre el ESP8266 (Programador) y la placa Cortex M0 (Target) se realiza mediante la interfaz Serial Wire Debug (SWD), utilizando los siguientes pines:

ESP8266	Señal SWD	Cortex M0 (Target) salida
GND	VSS	pinOut 3-5
D3	SWDIO	PinOut 4
TSDA	SWCLK	PinOut 2
3V3	VDD	PinOut 1

Recursos y Referencias

• Creación de Sonda GDB Wi-Fi (ESP8266): Visual Micro - Create a WiFi Black Magic GDB Probe from ESP8266
• Firmware BlackMagic ESP-IDF: walmis/blackmagic-espidf

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Análisis del Protocolo IR de LG

El protocolo de comunicación IR de LG requiere una señal modulada de $38 \text{kHz} \pm 1 \text{kHz}$. El paquete de datos sigue una estructura general: Tiempo de Ráfaga ON + Tiempo de Ráfaga OFF + Bits de Datos (ON/OFF). El protocolo de este modelo de control LG maneja aproximadamente 29 bits de datos.

Tiempos Característicos de la Señal

Mediante el análisis de las señales con un osciloscopio, se obtuvieron los tiempos críticos para la codificación:

1. Ráfaga de Inicio (Header)

De estas imágenes se obtiene que el tiempo inicial del paquete de ráfaga es de $3.2 \text{ms}$ ON y $9.8 \text{ms}$ OFF.

Fase	Tiempo Medido
Ráfaga ON	$3.2 \text{ms}$
Ráfaga OFF	$9.8 \text{ms}$

Capturas del tiempo de Ráfaga ON y OFF.

2. Codificación de Bits de Datos

De estas imágenes se obtiene que:

• El valor binario 1 es $500 \mu\text{s}$ ON y $1.55 \text{ms}$ OFF.
• El valor binario 0 es $500 \mu\text{s}$ ON y $500 \mu\text{s}$ OFF.

Bit	Ráfaga ON (Carrier 38kHz)	Ráfaga OFF
1 (Valor Binario Alto)	$500 \mu\text{s}$	$1.55 \text{ms}$
0 (Valor Binario Bajo)	$500 \mu\text{s}$	$500 \mu\text{s}$

Capturas del tiempo de dato para la codificación binaria.

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Firmware y Lógica de Control

Este proyecto fue diseñado para controlar el testeo de aire acondicionado. La lógica se basa en la selección de entradas (IN1-2-3-4) por un PLC, que dispara un flanco para activar la operación deseada (calor, frío máx/mín).

Configuración del Temporizador y Salida

La Board está configurada con un clocking de $12,000,000 \text{UL}$ (12 MHz). Se debe controlar el Timer para generar pulsos personalizados con una frecuencia portadora de $38 \text{kHz}$. Cuando se detecta la entrada ON del PLC, la salida Led1 (LED IR) debe disparar la secuencia de ráfagas correspondiente.

Códigos de Control IR Analizados

Estas son las secuencias de 29 bits que el Cortex M0 debe transmitir. Todas las secuencias deben ser precedidas por la Ráfaga ON-OFF ($3.2 \text{ms}$ ON / $9.8 \text{ms}$ OFF).

Función de Testeo (Disparo por PLC)	Secuencia de Bits de Datos (29 bits)
Apagado	$10001000110000000000010100010$
30°C Calor	$10001000000011001111101001010$
18°C Frío con FAN Máx	$100010000000100000110100111110$
18°C Frío con FAN Mín	$10001000000010000011000010110$
Encendido	$10001000000000000011000000110$

// Leer entradas
    	     uint32_t curr_pio3_5 = (LPC_GPIO3->DATA >> 5) & 0x1;
    	     uint32_t curr_pio0_6 = (LPC_GPIO0->DATA >> 6) & 0x1;
    	     uint32_t curr_pio0_7 = (LPC_GPIO0->DATA >> 7) & 0x1;
    	     uint32_t curr_pio2_9 = (LPC_GPIO2->DATA >> 9) & 0x1;
    	     if (prev_pio3_5 == 0 && curr_pio3_5 == 1) {
    	    	 LPC_GPIO1->MASKED_ACCESS[1 << 1] = 1 << 1;
    	    	 delay_ms(100);
    	    	 LPC_GPIO1->MASKED_ACCESS[1 << 1] = 0;      
    	    	 delay_ms(100);
    	    	 portadora();
    	    	 transmit("10001000110000000000010100010");
    	    	 delay_ms(100);
    	      }
    	     if (prev_pio0_6 == 0 && curr_pio0_6 == 1) {
    	    	LPC_GPIO1->MASKED_ACCESS[1 << 1] = 1 << 1; 
    	    	delay_ms(100);
    	    	LPC_GPIO1->MASKED_ACCESS[1 << 1] = 0;      
    	    	delay_ms(100);
    	    	portadora();
    	    	transmit("10001000000011001111101001010");
    	    	delay_ms(100);
    	     }
    	     if (prev_pio0_7 == 0 && curr_pio0_7 == 1) {
    	    	 LPC_GPIO1->MASKED_ACCESS[1 << 1] = 1 << 1; 
    	    	 delay_ms(100);
    	    	 LPC_GPIO1->MASKED_ACCESS[1 << 1] = 0;      
    	    	 delay_ms(100);
    	    	 portadora();
    	    	 transmit("10001000000010000011000010110");
    	    	 delay_ms(100);
    	     }
    	     if (prev_pio2_9 == 0 && curr_pio2_9 == 1) {
    	    	 LPC_GPIO1->MASKED_ACCESS[1 << 1] = 1 << 1; 
    	    	 delay_ms(100);
    	    	 LPC_GPIO1->MASKED_ACCESS[1 << 1] = 0;      
    	    	 delay_ms(100);
    	    	 portadora();
    	    	 transmit("100010000000100000110100111110");
    	    	 delay_ms(100);
    	     }